Оборудование для испытаний дизель-генераторов
Каждый ремонтный завод имеет в составе дизельного цеха специальное структурное подразделение – станцию испытаний дизель-генераторов. (СИД). Станции насыщены сложным и разнообразным технологическим, энергетическим и иным оборудованием. СИД проектируются, строятся и оснащаются оборудованием в соответствии с требованиями ГОСТ и нормами технологического проектирования.
Оборудование станции состоит из следующих основных групп, разделенных функционально.
Технологическое оборудование
Обеспечивает процесс выполнения всего технологического цикла обкаточных, контрольных и сдаточных испытаний. При этом производятся замеры всех параметров рабочего процесса дизеля и их регулировка.
Энергетическое оборудование
Обеспечивает запуск дизеля, осуществляет подключение дизель-генераторов к источнику нагрузки, а также защиту силового оборудования и его цепей, устройств автоматики и управления и их цепей.
Вспомогательное оборудование
Обеспечивает температурный режим водяной и масляной систем дизеля, обеспечение дизеля топливом, отвод выпускных газов, вентиляцию испытательной станции.
Подъемно-транспортное оборудование.
Обеспечивает перемещение дизель-генераторов из цеха в помещение станции и обратно, Установку дизель-генераторов на испытательный стенд и его снятие со стенда.
Противопожарное оборудование.
Состоит из систем автоматической пожарной сигнализации, стационарных и переносных устройств пожаротушения.
Здание станции испытаний дизелей обычно является частью общего здания дизельного цеха, либо отдельным пролетом его. В связи с тем, что программа и методика испытаний дизелей при их постройке и капитальном ремонте полностью соответствуют друг, за основу проектов были взяты проекты испытательных станций дизелестроительных заводов.
Пролет равный основному пролету дизельного цеха либо являющегося его продолжением. В пролете мостовой кран с нагрузкой не менее Q = 30 т. Передаточная тележка на рельсовой колее соответствующей грузоподъемности осуществляющая транспортировку дизель-генераторов из дизельного цеха на испытательную станции и обратно.
Дизель-генератор устанавливается на испытательный стенд.
Схема
расположения оборудования на станции испытаний дизелей
1 – Стенд с установленным дизель-генератором; 2 – Передаточная тележка; 3 - Пульт управления; 4 – Мостовой кран Q = 30т; 5 – Энергосиловое оборудование станции.
Испытательный стенд представляется собой сварную рамную конструкцию, установленную на массивном железобетонном фундаменте. Рамная конструкция по расположению опорных плит и крепежных приспособлений полностью соответствует чертежу установки дизель-генератора на раме тепловоза. В зависимости от конструкционного исполнения, в комплекте крепления применяют пружины и амортизаторы. При установке и окончательном закреплении выверяется высота пружин. Для исключения влияния вибраций системы дизель – стенд – фундамент, масса фундамента должна превышать массу дизеля с испытательным стендом не менее чем в пять раз.
К выводам генератора подключаются силовые кабели стенда. К соответствующим выводам подключается обмотка возбуждения и пусковая обмотка. В зоне выводов генератора и свободного конца вала якоря устанавливается ограждение.
Подключается схема управления и защиты дизеля (объединенный регулятор числа оборотов, блок-магнит, реле давления масла, блокировки, электропневматические вентили управления рейками топливных насосов и др.).
Осуществляется монтаж соединений водяной, масляной и топливной систем дизеля с соответствующими системами стенда.
К контрольным точкам систем подключаются манометры и термометры стенда.
Осуществляется монтаж и соединение выпускной системы дизеля со стендовой системой.
Устанавливаются фильтры на устройства забора воздуха дизеля.
В зависимости от конструкции дизеля и стенда происходит заполнение систем.
Осуществляется пробный запуск с последующей остановкой для контроля. Дизель проходит весь цикл обкаточных, контрольных и сдаточных испытаний.
Системы стендов
В водяную систему стенда входит трубопроводы, соединяющие главный и вспомогательный насосы дизеля с теплообменниками и выпускными патрубками воды дизеля основного и вспомогательного контуров. В теплообменниках вода основного и вспомогательного контура дизелей охлаждается водой циркулирующей во вторичном контуре стенда в свою очередь охлаждающейся в градирне.
В масляную систему стенда входят фильтры тонкой и грубой очистки масла, теплообменники, емкость для хранения масла не период монтажа и демонтажа дизеля. Масло в теплообменниках охлаждается водой вторичного контура стенда. Система должна быть оборудована устройствами для регулирования температуры (заслонки, перепускные клапана и т.д.)
Топливная система стендов состоит из расходного бака, устройств для измерения расхода топлива, фильтров, топливоподкачивающего насоса и соединительных трубопроводов.
Электрические системы стенда состоят из пульта управления обеспечивающего управление дизелем, регулирование возбуждения генератора, регулирования нагрузки генератора.
Системы стендов соединяются с общими системами испытательной станции.
Системы испытательной станции
Система охлаждения воды вторичного контура.
Оборудование системы предназначено для обеспечения температурного режима систем испытательных стендов в нормативных пределах. В систему вторичного контура входят градирня, обеспечивающая охлаждение воды в теплообменниках охлаждения масляных и водяных систем стендов. В некоторых проектах градирня оснащается вентиляторами для более интенсивного охлаждения. Циркуляцию воды от бассейна градирни к теплообменникам обеспечивают насосы с электроприводами. На соединительных трубопроводах устанавливают регулирующие заслонки. Система трубопроводов должна обеспечивать устойчивую работу каждого стенда независимо от других стендов (в случае аварии, при проведении ремонтов и др.). Оборудование стендов должно находиться в подкрановой зоне и для обеспечения монтажа и демонтажа при проведении ремонтных и профилактических работ.
Система снабжения маслом и топливом.
В систему входят трубопроводы, насосы и разобщительные устройства для снабжения расходных емкостей стендов маслом и топливом со склада ГСМ завода, а также воды прошедшей специальную подготовку.
Энергетические системы станции
Испытательные станции дизель-генераторов имеют достаточно мощные энергетические системы в состав которых входят различные агрегаты.
Энергетические системы станции должны обеспечивать
- бесперебойное электропитание цепей управления и защиты испытательных стендов
- работу генераторов в режиме запуска дизелей и их возбуждение в режиме испытаний;
- подключение дизель-генераторов к нагрузочным устройствам с возможностью их регулировки
- охлаждение всех энергетических агрегатов системы с поддержанием температурного режима;
- срабатывание защиты и отключение всех агрегатов высокой мощности в различных аварийных ситуациях
Питание цепей стендов обеспечивает четырех-машинные агрегаты или статические преобразователи. Эти же устройства обеспечивают работу стендов в режиме запуска и являются источником тока возбуждения в режиме испытаний.
В качестве нагрузочных устройств применяют водяные реостаты или комплектные резисторные охлаждаемые установки. Широко применяется в качестве нагрузки применение рекуперационных устройств.
В качестве устройств рекуперации применяются следующие агрегаты
Трехмашинный агрегат, состоящий из двигателя постоянного тока питаемого испытуемым дизель-генератором, синхронным генератором вырабатывающим напряжение переменного тока промышленной частоты, и генератора возбуждения для синхронного генератора.
Статические преобразователи, в которых в качестве элементной базы используются силовые тиристоры большой мощности. Преобразователи укомплектовываются автоматическими устройствами управления, обеспечивающими работу агрегата в режиме инвертора, автоматически поддерживающие заданные выходные параметры.
Имеется опыт применения преобразователей на основе игнитронов, которые сегодня практически не используются из-за токсичности рабочей среды выпрямителей при возможных повреждениях.
В состав отделения рекуперации испытательной станции входит целый комплекс оборудования, обеспечивающий регулирование и автоматическое поддержание рабочих режимов, а также защиту всех агрегатов. Отдельным блоком можно рассматривать системы охлаждения всех электрических машин и статических преобразователей
Электрическая энергия, вырабатываемая в процессе испытаний, в основном, используется для внутризаводских нужд, компенсируя общие затраты. Использовать вырабатываемую энергию для внешних поставок в региональные энергосети достаточно сложная задача по причине ее высокой себестоимости и сложности поддержания нормативных требований по отклонению от установленной частоты, качества синусоиды, нестабильность величины косинуса «фи».
Как правило, для обеспечения питания всех нагрузок в комплекс энергетического оборудования станции входит отдельная подстанция 6кВ/380в. Все агрегаты и стенды соединяются силовыми кабелями и шинами, уложенными в специально защищенных каналах.
Испытательная станция, представляющая собой производственный объект повышенной опасности по требованиям нормативных документов должна быть оборудована системой автоматической пожарной сигнализации и стационарной системой пожаротушения.
Станция оснащается также дренажной системой. Все оборудование систем и стендов станции размещается в технологических приямках. Приямки оборудованы сборниками утечек технологических жидкостей и откачивающими насосами.
Существует множество проектов автоматизированного управления процессом обкатки дизеля, регулирование нагрузки и частоты вращения, замера и регистрации параметров, регистрации срабатывания защиты, фиксации отклонений параметров, выдачи рекомендаций по их корректировке. Узким местом всех систем является низкий ресурс измерительных датчиков.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Технология производства и ремонта вагонов. Под ред. К.В. Мотовилова. «Маршрут». 2003. 381 с.
М.Д. Рахматуллин. Технология ремонта тепловозов Учебник М. «Транспорт» 1983 219 стр.
В.С. Герасимов, И.Ф. Скиба и др. Технология вагоностроения и ремонта. Учебник. М «Транспорт» 1988 381 стр.
В.А. Четвергов, А.Д. Пузанков Надежность локомотивов Учебник. «Маршрут» 2003 415 стр.
М.И. Зунделевич, С.А. Прутковский Технология крупного электромашиностроения. В трех томах Л. Энергоиздаит. Ленингр. Отд-ние, 1981
Дизели. Справочник. Под общей редакцией В.А. Ваншейдта, Н.И. Иванченко, Л.К. Колерова. Л «Машиностроение». 1977. 480 стр.
С.А. Арустамян, Я.А. Норкин, Д.Я. Перельман, И.Ф. Скиба. Автоматизация и комплексная механизация ремонта подвижного состава. Учебник. М «Транспорт» 1978. 388 стр.
Технология вагоностроения и ремонта вагонов. /Под ред. В.С. Герасимова. М.: Транспорт, 1988, -381 с.
Рахматулин М.Д. Технология ремонта тепловозов. М.: Транспорт, 1983, - 319 с.
Криворудченко В.Ф., Ахмеджанов Р.А. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов подвижного состава железнодорожного транспорта. –М.: Маршрут, 2005. – 436 с.
Данковцев В.Т., Киселев В.И., Четвергов В.А. Техническое обслуживание и ремонт локомотивов. –М.: 2007. – 558 с.
Быков Б.В., Пигарев В.Е. Технология ремонта вагонов. –М.: Желдориздат, 2001. -559 с.
Аксенов В.А., Евсеев Д.Г., Фомин В.А. Технологические процессы механической обработки и сборки при ремонте подвижного состава. Учебник. Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2004. 248 с.
Учебно-методическое издание
Роговой Сергей Васильевич
Технологическое оборудование ремонтных предприятий
Учебное пособие
по дисциплине
«Технологическое оборудование ремонтных предприятий»
Подписано в печать - Тираж
Заказ №
Усл. Печ.л. - Издание №